Perfect Quantum State Transfer in Glauber-Fock Cavity Array
研究了单光子在耦合强度满足平方根定律的一维有限格劳伯-福克腔阵列中的传输。如果腔是共振的，阵列中的演化态可以映射到上截断相干态。共振频率的适当选择提供光子在阵列中的任何两个腔之间的完美传输。光子的完美转移允许腔之间的完美量子态转移。我们的研究结果有助于在光子晶格中实现量子通信和信息处理。
2020-01-09 quant-ph
Simulation of single photon dynamics in coupled cavities through IBM quantum computer
我们在IBM量子计算机中设计了一个量子线路，模拟了耦合腔系统中单光子的动力学行为。通过适当地选择量子线路中的门参数，我们可以在量子比特之间传输未知的量子比特态。通过求解耦合腔系统的哈密顿量所支配的幺正时间动力学，得到了理想态转移的条件。然后我们在IBM量子计算机中演示了两个量子比特之间的纠缠动力学，并证明了贝尔不等式的违反。
2020-03-22 quant-ph
Duality and quantum state engineering in cavity arrays
一个系统的两个耦合腔与$N-1$光子被证明是动态等效的阵列的$N$耦合腔包含一个光子。两腔系统中的每一个跃迁都存在着光子在腔阵列中输运的对偶现象。采用这种对偶性来达到所需的耦合强度和腔阵列中的非线性，使得任何两个腔之间的受控光子传输是可能的。光子在阵列中的两个腔之间的这种传输在不填充其他腔的情况下实现。完美传输的条件使得阵列中的任何两个腔之间的完美状态转移成为可能。此外，建立了在两个耦合腔中高保真产生广义NOON态的可能性，该广义NOON态是光子在腔阵列中的Bell态的对偶。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quench dynamics of a disordered array of dissipative coupled cavities
本文研究了耦合腔阵列中存在耗散和无序时相互作用光子系统的平均场动力学。我们遵循的演变，在最初准备的Fock状态，并显示耗散和无序之间的相互作用如何影响腔发射的相干性，这些属性可以被用来作为签名的多体相位的整个阵列。
2014-05-16 cond-mat.dis-nn quant-ph
Transfer of a Polaritonic Qubit through a Coupled Cavity Array
我们展示了一个方案的耦合腔阵列的两端之间的量子通信。每个腔掺杂有单个两能级系统（原子或量子点），并且适当地调谐原子能级间隔和光子频率的失谐以实现阵列中的光子阻挡。我们表明，在这样的制度，阵列可以模拟双轨量子态传输协议的量子信息在接收腔的到来是通过荧光测量预示。在连接的腔的网络的任何一对腔之间也可以进行通信。
2007-04-09 quant-ph
Inter-qubit interaction mediated by collective modes in a linear array of three-dimensional cavities
设计了一种类似乐高积木的结构集，可以组装不同的三维（3D）腔和量子比特的线性阵列，用于电路量子电动力学（cQED）实验。利用高频结构模拟器（HFSS）对量子比特三维腔阵列的电磁特性进行了研究。提出了一种将系统的哈密顿描述与简单的HFSS模拟相结合的方法来估计腔阵列中不同腔中量子比特之间的耦合强度。通过使用这种技术和直接从模拟中获得的量子位间耦合强度之间的良好一致性表明，该方法适用于更复杂的量子位腔阵列，其中有限元电磁模拟器的使用是有限的。
2019-06-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum communication through Jaynes-Cummings-Hubbard arrays
本文研究了一维Jaynes-Cummings-Hubbard耦合腔阵列系统的动力学行为，其中每个耦合腔都含有一个二能级原子与一个场模相互作用。特别是，我们考虑一个单一的激发量子态的相邻腔的光子模式的两种不同的耦合，即，平移不变的封闭链的均匀耦合腔，也是一个线性链与非均匀的抛物线变化的腔间耦合的相互作用的哈密顿量与Jacobi矩阵的Krawtchouk多项式。使用描述通过离域原子和场模式，我们观察到，对于这两个自由度的大失谐原子激发传播而不填充场模式，反之亦然。对于这些模式之间的近共振情况，原子激发，说，而传播混合的光子态。在相邻腔的光子之间的抛物线耦合的上下文中，当实现量子态在预定时间的精确传输时，对于失谐参数的主导值，两个任意腔之间的时间相关关联函数的任意元素可以以封闭形式表示。
2011-03-03 quant-ph
Photon solid phases in driven arrays of nonlinearly coupled cavities
本文介绍并研究了在相干源驱动下，存在光子泄漏时，由非线性元件耦合的QED腔阵列的性质。非线性耦合导致光子跳跃和最近邻克尔项。通过调整系统参数，阵列的稳态可以呈现与光子阻断的周期性调制相关联的光子晶体。在某些情况下，晶体有序化可以与相位同步共存。我们考虑的这类腔阵列可以用现有技术的超导电路来建造。
2013-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium photonic transport and phase transition in an array of optical cavities
我们研究了边界驱动非线性光学腔阵列中的光子输运。我们发现，输出场突然下降时，链长增加超过一个阈值。在这个阈值之后，出现了高度混沌和不稳定的状态，这标志着超扩散光子输运的开始。我们展示了阈值与泵浦强度和非线性的比例关系。最后，我们解决的竞争的无序和非线性呈现扩散绝缘体相变。
2017-10-26 physics.optics quant-ph
Scattering and bound states of two polaritons in an array of coupled cavities
我们发展了一种分析方法来计算一维（1D）耦合腔无限阵列中两个极化激元的散射和束缚态，每个腔耦合到一个两能级系统（TLS）。特别地，我们发现在这样的系统中，两个极化激元之间的接触相互作用是由Jaynes-Cummigs哈密顿量的非线性引起的。使用我们的方法，我们解决了零质心动量的双极化激元问题，并找到1D共振。我们的结果与两个极化激元的输运有关，有助于研究一维腔阵列中极化激元稀气体的多体物理。
2012-10-11 cond-mat.other quant-ph
Mott-insulating and glassy phases of polaritons in 1D arrays of coupled cavities
用解析和数值方法分析了一维耦合腔中极化激元的相图。我们定位的相边界，讨论的行为的极化激元压缩性和可见度条纹的临界点，并找到一个非平凡的缩放的相边界作为一个函数的原子数内的每个腔。我们还预测了极化激元玻璃相的出现时，原子的数量波动从腔到腔。
2007-10-29 cond-mat.other quant-ph
Photon and polariton fluctuations in arrays of QED-cavities
我们提出通过研究线性尺寸为M（以阵列的晶格常数为单位）的块中的极化激元和光子涨落来探测耦合腔阵列中的莫特绝缘体-超流量子相变。我们明确地表明这是一个一维数组;然而，分析可以扩展到更高的维度。在Mott相极化激元涨落与块体尺寸无关。在超流相中，它们随M增长，前因子与系统的可压缩性有关。在光子涨落的情况下，临界行为被编码在子领先标度与块尺寸，而领先的行为是线性的M和非临界。我们的结果是用密度矩阵重整化群数值算法得到的。
2008-06-05 cond-mat.other quant-ph
Towards strongly correlated photons in arrays of dissipative nonlinear cavities under a frequency-dependent incoherent pumping
本文研究了由布居数反转的二能级原子系综非相干泵浦的强非线性腔阵列组成的量子光学模型。投影方法被用来消除原子动力学和写一个广义的主方程的光子自由度，增益的频率依赖性引入非马尔可夫特征。在最简单的单腔结构中，这种泵浦方案提供了新颖的光学双稳效应，并允许选择性地产生具有明确定义的光子数的Fock态。对于弱非马尔可夫极限的许多腔，非平衡稳态在由有效原子线宽确定的温度下恢复了一个巨正则统计系综。对于强非线性区域的双腔系统，发现了每个腔有一个光子的Mott态的特征。
2016-07-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
An effective spin-1 Heisenberg chain in coupled cavities
研究了一个耦合$N$全同腔阵列，每个腔中包含一个五能级原子。结果表明，在一定条件下，通过交换虚光子的原子可以有效地等效于自旋为1的海森堡模型。通过调节激光场，可以单独控制有效哈密顿量的参数。
2009-08-06 quant-ph
Quantum phase transition in an array of coupled dissipative cavities
分析了耗散非线性腔阵列中超流-莫特绝缘体相变的特征.我们用解析的方法证明了原子与腔场的耦合可以归结为原子-腔场系统本征模的重整化。这引起了局部化效应，并将系统驱动到混合状态。对于超流态，动力学不稳定性将导致光子扫向局域态。对于Mott态，耗散引起的涨落将抑制由相互作用驱动的长程相位相干的恢复。
2014-12-14 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Dynamics in a coupled-cavity array
本文研究了由两个耦合光腔组成的系统的动力学行为，每个光腔都包含一个二能级原子。用离域模描述场揭示了原子和这些模之间的失谐是由腔之间的耦合控制的;这种失谐反过来又决定了动力学的性质。如果原子从两个离域场模式高度失谐，动力学变得色散，并且激发可以从第一个原子转移到第二个原子而不填充场。在原子与离域模之一共振的情况下，原子之间的状态转移需要场的中间激发。因此，可以通过调节腔之间的耦合来控制两个原子之间的相互作用。
2008-04-17 quant-ph
Phase diagram of a QED-cavity array coupled via a N-type level scheme
我们研究了一维QED腔阵列的零温相图，其中除了单光子跳跃外，相邻腔之间的额外耦合由N型四能级系统介导。通过改变各种耦合的相对强度，阵列显示出各种量子相，包括极化激元莫特绝缘体，密度波和超流相。我们的结果是通过密度矩阵重整化群计算得到的。通过对极化激元能隙的分析以及对两点关联函数的研究，得到了该体系的相图。
2015-03-11 quant-ph
Majorana-Like Modes of Light in a One-Dimensional Array of Nonlinear Cavities
在p波配对费米子系统中寻找马约拉纳费米子最近已经成为凝聚态研究的前沿。在这里，我们提出了一种替代路线，并从理论上表明，马约拉纳模式可以实现和探测的驱动耗散系统的强相关光子组成的一个链的隧道耦合腔，其中p波配对有效地产生强现场相互作用和双光子参数驱动之间的相互作用。这些奇异模式的非局部性质可以通过在链的末端进行的互相关测量来证明-揭示了强烈的光子聚束特征-并且它们的非阿贝尔性质可以通过隧道编织操作来模拟。
2012-09-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Solitons in interacting Dicke models of coupled cavities with two-level systems
我们考虑耦合光学腔阵列，每个包含一个多原子系综。我们表明，在每个合奏耦合到各自的腔场的原子的合作动力学中固有的非线性允许孤波的形成。这种预测可以在最先进的半导体光子晶体微腔嵌入杂质进行测试。
2007-07-05 quant-ph
The dynamics of a polariton dimer in a disordered coupled array of cavities
我们研究了无序激光强度对20个腔阵列中暗态极化激元动力学的影响，每个腔包含一个由玻色-哈伯德哈密顿描述的四能级原子系综。我们研究的极化激元数在腔中的演化开始于一个状态，无论是一个或两个极化激元在一个腔。对于单个极化激元的情况，我们计算了极化激元的波函数，发现极化激元随着时间的推移会从初始腔中色散出去。无序的增加导致波函数的色散的最小抑制。在两个极化激元的情况下，与现场排斥跳跃强度比为20，我们发现，极化激元形成排斥束缚态或二聚体。在没有无序的情况下，二聚体波函数与单极化激元波函数类似地分散，但是在更长的时间段内。加入足够强的无序导致极化激元二聚体的局域化。局域化长度可用指数为-1.31的幂律来描述。我们还发现，我们可以本地化的二聚体在任何给定的时间，通过开关的障碍。
2020-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bound state in the continuum by spatially separated ensembles of atoms in a coupled-cavity array
本文给出了一维耦合腔阵列中光子和原子的连续束缚态的解析解。这些束缚态是由两个系综的二能级原子被限制在单独的腔阵列。我们表明，在该政权的相邻腔之间的光子跳跃率是高的集体拉比频率相比，BIC对应于一个subradiant集体原子态，其中两个合奏的原子强烈纠缠。另一方面，在低的光子跳跃率制度，BIC表现为量子腔，其中光子可以被困在两个原子系综之间。
2017-08-22 quant-ph
Nonlinear effect on the transmission of light in a cavity array
在考虑非线性效应的情况下，从理论上研究了光子在一维耦合腔中的传输特性，其中腔阵列的中心腔与一个二能级系统耦合。利用传统的散射理论，计算了光子沿腔的传输率，讨论了非线性对光子输运的影响。结果表明，可控二能级系统可以作为光子相干输运的量子开关。通过数值模拟研究了这种系统的动力学行为，讨论了原子-光场失谐量和非线性对系统动力学行为的影响。
2009-06-10 quant-ph
Work extraction from a quantum battery charged through an array of coupled cavities
Universidade Federal de Alagoas（阿拉戈阿斯联邦大学）；Università di Genova（热那亚大学）；SPIN-CNR（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
通过空间工程化耦合增强量子电池性能，研究从耦合腔体阵列传输线中提取能量的方法
2025-08-26 physics.optics quant-ph
Effects of phase-gradient on the nonadiabatic dynamics and photon-phonon conversion in one-dimensional array of optomechanical cavities
该研究理论探讨了驱动激光相位梯度对一维光机械腔阵列中光子-声子耦合及非绝热动力学的调控机制，揭示了相位诱导带隙改变和模式权重控制的作用，并分析了相位对有限尺寸阵列中相干转换的影响。
2025-05-01 physics.optics quant-ph
Correlator expansion approach to stationary states of weakly coupled cavity arrays
本文介绍了一种计算平移不变弱耦合腔阵列在耗散、相干和非相干驱动下的定态的方法。代替计算全密度矩阵，我们的方法直接计算关联函数，这是相关的，以获得所有的本地感兴趣的量。它考虑了扩展的关联函数和相邻腔之间的光子隧穿率的幂的运动方程，导致任何数量的腔的精确的二阶解。我们的方法提供了一个可控的近似弱隧穿率适用于强相关的制度，占主导地位的腔中的非线性，因此很感兴趣。
2013-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Atomic switch for control of heat transfer in coupled cavities
本文讨论了双腔耦合系统中的受控传热和热整流问题。在其中一个腔中嵌入一个色散相互作用的二能级原子，可以从热传导行为切换到热阻抗行为。通过适当调节原子状态和系统储库参数，电流方向可以反转，这违反了热力学第二定律。结果表明，一个大的热整流是可以实现的，在这个系统中，通过调整腔水库和腔原子的耦合。建立了含一个色散耦合原子的$N$腔阵列中扩散热输运的部分恢复。
2019-02-14 quant-ph
Quantum state transfer via acoustic edge states in a 2D optomechanical array
我们提出了一种新的混合平台，其中固态自旋量子比特耦合到二维阵列的光机械纳米腔的声学模式。耦合光机械腔的先前研究表明，在强光驱动场的存在下，光子-声子相互作用和它们各自的腔间跳跃之间的相互作用允许产生声和光的拓扑相位。特别是，机械模式可以进入陈氏绝缘体阶段的时间反演对称性被打破。在这种情况下，我们利用强大的声学边缘状态作为手性声子波导，并描述了位于遥远的腔体中的自旋量子比特之间的状态传输协议。我们分析了该协议的相关系统参数的函数的性能，并表明，高保真度和纯单向量子态传输可以在实验现实的条件下实现。作为一个具体的例子，我们讨论了这样的拓扑量子网络在金刚石为基础的光机械晶体中的点缺陷，如硅空位中心耦合到手性声通道通过应变的实现。
2019-07-09 quant-ph
Spontaneous, collective coherence in driven, dissipative cavity arrays
我们研究了一组耗散隧穿耦合腔，每个腔与一个非相干泵浦的二能级发射体相互作用。对于腔在激光制度，我们发现之间的相关性的光场的遥远的腔，尽管耗散和不相干的性质的泵浦机制。对于任何维度的阵列，这些相关性随距离呈指数衰减，但随着相邻腔之间光子隧穿的增加而变得越来越长。相互作用为主的和隧道为主的制度表现出显着不同的缩放的相关长度始终保持有限的，由于有限的光子捕获时间。我们提出了一系列的观察到的特征自发建立的集体一致性的系统。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dispersion and light transport characteristics of large-scale photonic-crystal coupled nanocavity arrays
研究了由100多个超高Q值光子晶体腔组成的慢光耦合谐振腔光波导的色散和传输特性。我们表明，实验群延迟谱表现出良好的协议与数值计算的色散与三维平面波展开法。此外，传输特性的统计分析表明，在个别腔的制造波动是不太相关的比在本地化制度。这些行为被观察到的链高达400腔。
2014-09-08 physics.optics quant-ph
Strongly Interacting Polaritons in Coupled Arrays of Cavities
强关联多粒子系统中的量子现象的实验观察是困难的，因为涉及的长度和时间尺度很短。同时获得对各个成分的详细控制似乎更具挑战性，因此迄今为止抑制了将这样的系统用作量子计算设备。克服这些问题的实质性进展已经在光晶格中用冷原子实现，其中对集体性质的详细控制是可行的，但很难解决并因此控制或测量单个位点。在这里，我们表明，极化激元，结合原子和光子激发，在一个阵列的腔，如光子晶体或耦合环形微腔，可以形成一个强烈的相互作用的多体系统，其中单个粒子可以被控制和测量。所提出的设置的所有单个构建块都已经在实验中实现，从而证明了该设备作为量子模拟器的潜力。由于有可能创造有吸引力的现场潜力的计划允许创建高度纠缠态和一个阶段的粒子远比超流体离域。
2006-11-29 cond-mat.other quant-ph
Quantum simulation of 2d topological physics using orbital-angular-momentum-carrying photons in a 1d array of cavities
光的轨道角动量（OAM）是一种基本的光学自由度，近年来在从光通信到量子信息的各个领域引起了广泛的研究。我们第一次表明，它也是一个独特的和宝贵的资源量子模拟，从理论上证明如何\emph{2d}拓扑物理可以模拟在一个\emph{1d}阵列的光学腔使用OAM携带光子。值得注意的是，这种新发现的OAM状态的应用不仅减少了所需的物理资源，而且增加了可行的模拟规模。通过展示如何重要的课题，如边缘态传输和拓扑相变，可以在一个小型的模拟器，只有几个腔准备立即进行实验探索，我们展示了光子OAM的量子模拟的前景，可以有重大影响的拓扑物理的研究。
2015-12-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Perfect transfer of coherent state-based qubits via coupled cavities
出于量子计算机中基于相干态的量子比特通信的需要，我们介绍了一种在三个半导体量子点的线性阵列的两个遥远节点之间完美传输相干态的任意叠加的方法。量子点被困在耦合腔系统中。在该方法中，作为量子态传输源的腔场模仅被虚激发，从而减小了光子损耗引起的退相干效应。
2013-05-29 quant-ph
Localization and delocalization dynamics of photons in linearly coupled cavity arrays
研究了腔阵列中双光子的定域和离域。阐明了纠缠和初态的相对相位在时间演化过程中局域化和离域化发生中的作用。
2016-10-26 quant-ph
Spatial localization and pattern formation in discrete optomechanical cavities and arrays
本文从理论上研究了含有离散机械谐振器阵列的光机系统中非线性耗散结构的产生。我们考虑了两种混合模型，其中光学系统是连续多模场，因为它会发生在包含微镜阵列的OM腔中，并且还考虑了完全离散的模型，其中每个机械谐振器与单个光学模式相互作用，与Ludwig & Marquardt [Phys.Rev.Lett. 101，073603（2013）]。此外，我们研究了这两种类型的模型和连续OM模型之间的联系。虽然所有三种类型的模型自然合并在大量密集分布的机械谐振器的限制，我们表明，空间定位和连续OM模型中发现的斑图形成仍然可以观察到少量的机械元件，即使在有限尺寸效应的存在下，我们讨论。这为该主题的实验方法开辟了新的场所。
2020-04-23 physics.optics quant-ph
Two-Photon Interference and Entanglement in Coupled Cavities
双光子干涉效应，如Hong-Ou-Mandel（HOM）效应，可以用来表征两个光子在多大程度上是相同的。线性光学量子计算和单光子量子密码都需要相同的光子。本文研究了光子在耦合腔阵列中的存储和延迟对光子HOM干涉的影响，这将不可避免地导致光子光谱和时间分布的变化。此外，我们考虑在这样的背景下自然发生的各种类型的纠缠。
2014-06-04 quant-ph
Simulating frustrated antiferromagnets with quadratically driven QED cavities
提出了一类基于双光子驱动和耗散耦合光子腔的反铁磁自旋系统的量子模拟器。通过模拟不同腔之间的耦合，通过具有负振幅的跳跃项，我们数值求解控制开放系统动力学的量子主方程，并确定其非平衡定态。在适当的条件下，稳态可以用反铁磁伊辛模型的简并基态来描述。当腔阵列的几何形状与反铁磁耦合不相称时，稳态呈现出与受抑磁体中产生的自旋液相的典型性质完全相似的性质。
2019-07-23 quant-ph
Coupling slot-waveguide cavities for large-scale quantum optical devices
通过提供显著小于立方波长的有效模体积，槽波导腔提供了一条新的进入可见光区的强原子-光子耦合的道路。在这里，我们探讨了二维阵列的耦合槽腔的基础设计的新型量子仿真器和极化激子量子相变设备。具体来说，我们调查的横向耦合特性的钻石空气和GaP空气槽波导使用数值辅助耦合模理论，和纵向耦合特性通过分布式布拉格反射器使用模式传播模拟。我们发现，槽波导腔的法布里-珀罗安排可以耦合和有效地处理与紧束缚描述，是一个合适的平台，实现Jaynes-Cummings-Hubbard物理。
2010-11-26 quant-ph
Alignment-Free Coupling to Arrays of Diamond Microdisk Cavities for Scalable Spin-Photon Interfaces
本文提出在金刚石微盘上覆盖氮氧化硅六边形晶格的可扩展自旋-光子接口，实现SnV中心高达45%的量子效率，并以偶极子模型将优化计算时间降低650,000倍。
2023-12-09 physics.optics quant-ph
Low-loss frequency-tunable Josephson junction array cavities on Ge/SiGe heterostructures with a tapered etching approach
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Hybrid Quantum Circuits Laboratory（混合量子电路实验室）；Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）；Center for Quantum Science and Engineering, École Polytéchnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心）
通过tapered蚀刻方法在Ge/SiGe异质结构上实现低损耗可调频率约瑟夫森结阵列谐振腔，提升超导-半导体混合设备的性能。
2025-12-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiplexed telecom-band quantum networking with atom arrays in optical cavities
实现与电信波段操作和大规模量子信息处理兼容的基于物质的量子比特的量子网络节点是一个突出的挑战，限制了基本量子网络的潜力。我们提出了一个平台，用于将包括中性原子阵列的量子处理器与多路复用网络架构中的电信波段光子进行接口。使用大的原子阵列而不是单个原子减轻了双向通信的有害影响，并将两个节点之间的纠缠率提高了近两个数量级。此外，该系统同时提供了在每个节点内执行高保真确定性门和读出的能力，为量子中继器和纯化协议打开了大门，以分别增强网络的长度和保真度。使用中间节点作为量子中继器，我们证明了基于现实假设在大约1500公里范围内进行纠缠分发的可行性，为跨大陆网络提供了蓝图。最后，我们证明了我们的平台可以在大城市的距离上分布大约25个Bell对，这可以作为分布式容错量子计算机的骨干。
2021-07-09 physics.atom-ph quant-ph
Quantum super-cavity with atomic mirrors
我们研究了耦合微腔阵列中的单光子输运，其中两个二能级原子系统嵌入在阵列的两个单独的腔中。我们发现单光子可以被一个二能级系统全反射。然而，两个独立的二能级系统也可以在它们之间产生单光子准束缚态。因此，腔阵列中的单个两级系统可以充当反射镜，而不同类型的腔可以通过在阵列中的两个单独的腔内部使用充当可调谐“反射镜”的两个两级系统来形成。类似于固态的超晶格，我们称这种新的“耦合腔阵列中的腔”为超腔。这种超腔是法布里-珀罗干涉仪的量子模拟。此外，我们还证明了这种量子超腔的物理性质可以通过改变这些二能级系统的频率来调节。
2008-12-17 quant-ph
Efficient scheme for one-way quantum computing in thermal cavities
提出了一种基于热腔中高效产生二维团簇态的单向量子计算方案。通过在二能级原子中加入一个强经典场，实现了对腔场衰减和热场都不敏感的相位控制门。我们发现，通过数值计算的参数和适当的操作顺序，可以直接产生一个2D团簇态，通过使每两个原子碰撞在一个阵列的腔，可以很容易地实现在实际的腔QED实验。基于Box $^{(4)}$配置中生成的簇状态，作为单向量子计算的一个例子，我们以一种非常简单的方式实现了Grover的四个数据库元素的搜索算法。
2007-04-18 quant-ph
Quantum computation with doped silicon cavities
我们提出了一种量子计算机架构，涉及光子晶体硅腔中的替代施主，以及已经在离子阱和其他原子系统中证明的光学初始化，操纵和检测过程。我们的方案大大简化了硅基固态量子计算机成功运行的构建模块的实现，包括施主的定位，单量子位和双量子位门的实现，量子位的初始化和读出。使用相关参数的最新值对所涉及的过程进行详细考虑，表明这种架构可能会导致与可扩展量子计算兼容的每个门的错误。
2008-11-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon transport in a dissipative chain of nonlinear cavities
我们分析了一个耦合的非线性光学腔链驱动的相干光源的光定位在一端，并受到均匀耗散。我们通过研究作为位置的函数的人口和光子相关性来表征光子输运。当与输入输出理论互补时，这些量提供了关于光子通过系统传输的直接信息。单光子和多光子共振的位置直接反映了多体能级的结构。这表明，即使在存在耗散的情况下，沿着耦合腔阵列的传输研究也可以提供关于光的强关联（多体）态的丰富信息。通过一个数值算法的基础上的时间演变的块抽取方案，适用于混合状态，我们能够模拟阵列多达60腔。
2015-03-03 cond-mat.other quant-ph
Implementing universal quantum gates in coupled cavities
我们研究了耦合腔与两能级系统相互作用的线性阵列，并展示了如何在这个系统中从每个站点的长寿命原子光子激发（极化激元）构建可单独寻址的量子比特。我们推导出系统的动力学，并表明，所描述的XY哈密顿。我们继续展示如何实现非本地量子门，并表明，结合个人寻址的固有能力，通用的量子计算是可能的，在这个系统中。最后，我们讨论了实验实施的前景，使用各种技术涉及掺杂剂的原子，量子点或库珀对盒。
2007-07-26 quant-ph
Entanglement-enhanced two-photon delocalization in a coupled-cavity array
研究了一维耦合腔阵列中两个纠缠光子初始注入两个最近邻耦合腔的输运性质。结果表明，双光子CCA中的光子输运动力学表现出纠缠增强的双光子离域（TPD）现象。结果表明，CCA可以实现两个纠缠光子的定域到离域的跃迁。
2014-11-30 quant-ph
A single-interaction step implementation of a quantum search in coupled micro-cavities
提出了一种在三能级原子耦合腔阵列中有效实现Grover搜索算法的方法。我们表明，通过在最低的两个基态的掺杂剂的信息编码，并通过适当调谐的全球激光场的应用程序，量子搜索算法所需的反射算子可以实现在一个单一的物理操作。因此，可以实现Grover搜索的时间步长等于数学步长~ O（\sqrt{N}），其中N是寄存器的大小。我们研究的鲁棒性的实施对由于光子损失和波动的腔频率和原子-光子耦合常数的错误。
2010-03-03 quant-ph
Dissipation Properties of Coupled Cavity Arrays
提出了一种分析耦合腔阵列耗散特性的方法。采用一种准玻色子，它表明，耦合到浴重整化的局域模和腔之间的相互作用。由于不必提及浴的坐标，这种方法将是伟大的概念，而且，计算的优势。在此基础上，分析了单光子在该阵列中的传输情况，并给出了总传输率。此外，我们还提出了一个参数来衡量阵列的质量。
2010-06-23 quant-ph
Multiplexed color centers in a silicon photonic cavity array
研究开发了一种由总线耦合腔阵列组成的硅光子平台，实现了对腔增强T中心阵列的频率多复用操作，为高效片上和长距离纠缠分发提供了可扩展方案。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photon transfer in ultrastrongly coupled three-cavity arrays
本文研究了强耦合和超强耦合情况下，光子沿三个耦合腔线性阵列的传输，其中中心腔包含一个相互作用的二能级系统。我们发现，一个非均匀耦合阵列禁止一个完整的单光子转移的外部腔之间时，中央执行Jaynes-Cummings动力学。这不是在超强耦合制度的情况下，其中系统表现出奇异性的光子传输时间作为腔量子位耦合强度的函数。我们的模型可以在最先进的电路量子电动力学技术中实现，它代表了通过可扩展腔阵列研究光子态转移的构建块。
2013-04-23 cond-mat.supr-con quant-ph
Multi-resonant open-access micro-cavity arrays for light matter interaction
我们报告实现了一个高精细度的开放式腔阵列，专门针对在紧凑的环境中创建多个相干光-物质界面。我们描述了制造这样一个系统的关键技术发展，包括创建锥形金字塔衬底和内部激光加工设置。由这些镜子制成的腔体的特征在于，通过激光光谱学，具有与最先进的光纤尖端腔体相似的光学特性，但提供了一条引人注目的提高性能的途径，即使用于支持仅单模。一个2 × 2腔阵列和至少三个相邻的网站之间的独立频率调谐的实施证明。
2023-03-06 physics.optics quant-ph
Quantum Enhanced Dark-Matter Search with Entangled Fock States in High-Quality Cavities
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
利用高Q腔中纠缠福克态实现量子增强暗物质探测，通过纠缠分布操作提升扫描速率，克服热激发背景噪声，具备实验可行性。
2026-01-27 quant-ph
One-step implementation of multiqubit phase gate with one control qubit and multiple target qubits in coupled cavities
我们提出了一个一步实现多量子位控制相位门的方案，即在耦合腔阵列中，一个量子位同时控制多个三能级原子。选择性的量子比特-量子比特耦合是通过消除原子激发态和光子态来实现的，而控制量子比特和任意目标量子比特之间所需的相移可以通过适当地选择外场参数来实现。此外，有效的模型对退相干是鲁棒的，因为在门操作期间，原子和场模式都没有被激发，从而向可扩展的量子计算网络迈出了有用的一步。
2014-02-04 quant-ph
Engineering topological materials in microwave cavity arrays
我们提出了一个可扩展的架构，探索相互作用的拓扑相位的光子阵列的微波腔，使用腔和电路量子电动力学的既定技术。一个时间反演对称性破缺（非互易）通量诱导耦合的微波腔铁氧体，允许生产的各种拓扑能带结构包括$α=1/4$霍夫斯塔德模型。通过将腔耦合到超导量子位来包括有效的光子-光子相互作用，并且有效的光子-光子相互作用足以产生$ν=1/2$玻色子劳克林水坑。我们证明了精确的对角化，这种架构是强大的实验可实现的水平的混乱。这些进展提供了一个令人兴奋的机会，采用量子线路工具包的探索强相互作用的拓扑材料。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
